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[参考译文] LM5116：有关分离 PGND 和 AGND 的问题

admin
Guru**** 2756835 points

Other Parts Discussed in Thread: LM5116

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1224618/lm5116-question-regarding-separating-pgnd-and-agnd

器件型号：LM5116

我有一个客户想使用我们的一个 eGaN HEMT 作为 LM5116 IC 控制器的外部开关元件。

我向他们推荐的电路如下所示(仅针对动力总成元件显示)：

晶体管 Q1和 Q2是 EPC Space FBG10N05A。 这是一个100V/5A eGaN HEMT、其数据表可在以下位置找到： https://epc.space/documents/datasheets/FBG10N05A-datasheet.pdf。 该晶体管封装具有四个引脚、即栅极/漏极/源极以及一个"源极感测"引脚。 源极感测引脚与直接连接到晶体管芯片上的源极处于同一电位。 源极感测引脚是到裸片处晶体管源极连接的"纯净"连接、绕过共源极电感(CSI)和电阻(CSR)。 这样可以使栅极驱动回路电流与漏源电流去耦、从而产生非常干净的栅极驱动信号、不会因 CSI 和 CSR 引起的高频漏极电流而产生扰动。

为了从源极感测引脚(SS)中获得最大益处、需要将栅极驱动器的回路连接到该引脚。 对于高侧驱动器和晶体管(Q1)来说、这是可能的、因为 LM5116 IC 上的 SW 引脚是高侧栅极驱动器的回路(HO 下的输出)。 低侧情况很复杂、因为低侧栅极驱动器(输出 A LO)返回与 IC 上的 PGND 引脚相同。 为了实现适当的 GTE 驱动环路情况、必须将 PGND 引脚连接到低侧晶体管 Q2上的 SS。 但是、LM5116数据表中建议"通过 LM5116下的外露焊盘接地连接到 PGND 和 AGND"。 这意味着无法实现上述示例电路的情况、因为 PGND 引脚上的电压将处于139mV 以下最坏情况下的峰值：

RS 两端的峰值电压由电感器斜坡和从电流检测比较器到栅极驱动器输出的响应时间决定。

我的问题是 PGND 和 AGND 引脚是否可以处于不同的电位、或者这些节点是否在芯片上处于相同的电位、并且必须在应用 PCB 上连接在一起？？？ 如您所见、PGND 和 AGND (实际系统"接地"回路)之间的最大电压偏移将为最大值150mV。 如果 AGND 和 PGND 确实是芯片上的独立节点、那么这两个返回信号之间的差分电位是否小于150mV 且 PGND 引脚处于较高电位？

非常感谢您能够为我提供任何帮助或有关 LM5116的见解。

此致...

托尼·马里尼
电源技术专家
EPC Space、LLC
www.evc.space

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    TI__Guru**** 2756835 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    你好，安东尼  

    该器件的最大 VCC 为7.7V、而 FBG10N05A 的绝对最大值为6V。 您无法在应用中使用 LM5116。  

    这意味着上述示例电路的情况无法实现、因为 PGND 引脚上的电压将处于139mV => PGND 应以电气方式连接 到 AGND、DAP 和 CSG 引脚。  

    如您所见、PGND 和 AGND (实际系统"接地"回路)之间的最大电压偏移将为150mV => AGND 和 PGND 应连接在一起。  极高频开关噪声会在 AGND 和 PGND 之间产生~ 10-50ns 的电压尖峰。  

    - EL  

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    TI__Guru**** 2756835 points
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    如果您有任何其他问题、敬请告知。

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    TI__Guru**** 2756835 points
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    您好、Eric、

    请注意、有一个5Vdc 外部/辅助电源连接到 VCCX 引脚。 这将满足6V 绝对最大栅源电压要求。

    我的问题更多地与 IC 上的接地、AGND 和 PGND 有关。 我不明白"这是错误的说法!"。 我的问题是 AGND 和 PGND 是否连接到 LM5116芯片上且处于同一电位？

    从你的答复看来,他们不是。 如果不是这些尖峰、10ns 至50ns 电压尖峰是如何产生的？ 我会认为从 AGND 引脚流出的电流归因于低功耗电路在 IC 上执行调节和控制功能。 而从 PGND 引脚流出的电流是由驱动外部低侧电源开关栅极的低侧栅极驱动器的电流尖峰导致的。

    如果 AGND 和 PGND 在裸片上连接在一起、则 从裸片到封装的键合线将各承载一半总电流、并且无法获得您提到的差分电压尖峰。 获得两者之间的电压尖峰的唯一方法是它们单独存在。

    按照我在图表中所示的方式将器件接地、可以预期的电压尖峰幅度是多少？ 假设的栅极驱动电流峰值振幅是多少？ 此电流可以通过低侧 HEMT 的串联栅极电阻降低。 与未使用电阻器相比、即使是5欧姆电阻器也会将低侧驱动器的峰值栅极电流降低一半以上。 这肯定会降低出现的电压尖峰。

    如果 AGND 和 PGND 节点确实是分开的、则必须存在"孔结构"和相关的二极管。 由于 AGND 流过的电流较小、因此它自然处于较低电位(接近0VDC)、并且由于栅极驱动信号边沿存在高电流尖峰、PGND 会相对较高地"抖动"。 在这种情况下、该良好结构的阴极被连接到 AGND 引脚、阳极连接到 PGND 引脚、这一点很有意义。

    现在、我可以看到栅极开关事件大约为1-2ns、因为 FBG10N05的 Ciss 为233pF、最大值、而低侧的栅极驱动器上拉电阻为~5欧姆。 因此、我不明白您引述的10-50ns 持续电压尖峰来自哪里？

    那么、我想我的问题是 AGND 和 PGND 在 LM5116芯片上内部连接吗？ 如果不是、这些引脚是否可以承受与 AGND (连接到0VDC)和 PGND (连接到电流检测电阻器的正极侧)相差150mV 的偏移？

    很抱歉这么做...但如果我之前绘制的接地方案以任何方式工作、则不必使用电流感应变压器/调节电阻器来代替电流感应电阻器。  

    再次感谢。

    托尼

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    TI__Guru**** 2756835 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    你好，安东尼  

    • 在器件启动时、器件调节 VCC。 最好考虑使用提供逻辑 FET 栅极驱动器的器件。  

    • 我的问题是 AGND 和 PGND 连接到 LM5116芯片上且处于相同电势=>否、它们是通过 芯片上的一些其他元件连接的(我不允许披露器件的详细原理图)。 但建议在 PCB 上将 AGND 和 PGND 连接在一起。 我不确定如果 PGND 未接地、器件是否能够在大规模生产中正常工作。   
    • 10-50ns 电压尖峰是如何产生的。=>由于 PCB 的寄生和/或源漏正向压降、外部开关的开关操作可能会产生此电压尖峰。 来自 MOSFET 的持续时间为10-50ns。 Egan 应该更好。  

    - EL